1、重油的燃料雾化技术。
发动机做功，需要将燃料通过喷嘴喷成颗粒度非常细的雾状，才能与空气充分混合，达到良好的燃烧效果。
雾化燃料与空气混合气的形成质量，对于动力性、经济性和排放性都有至关重要的作用。
而重油比汽油的黏度高，低温流动性差。
这造成重油的雾化效果要比汽油差，影响了燃烧效果，甚至导致发动机启动困难。
实现重油的可靠雾化及高效的燃烧组织，成为航空重油活塞发动机的核心技术之一。
重油发动机无人机活塞发动机的重油雾化燃烧改进方式，现在流行采用电控燃油喷射系统：熟悉汽车的同学对这个词不陌生。
对的，就是借鉴汽车工业的电喷技术，对航空活塞发动机进行改进设计。
电喷的调节范围大，控制自由度和灵活度高于机械喷射。
比如澳大利亚Orbital 公司的AADI（Air Assistant Direct Injection） 空气辅助喷射系统，采用一体化喷嘴，使用高压空气对燃油颗粒进行冲击，实现燃油的充分雾化。
并通过调整辅助空气压力和夹入空气时间，可以得到不同雾束形状，适应不同的燃烧室形状和火花塞位置。
重油发动机无人机说到这种方案，还有一个有趣的例子。
这是美国NWUAV 公司，其在进行重油雾化电喷设计的过程中，碰到了诸多困难。
最后的解决办法，说起来让人叫绝——他们想到了喷墨打印机，它就连很小的形状古怪的标点符号都能打印清楚。
这喷墨控制喷流的绝活，能否用到喷油控制上呢?重油发动机无人机脑洞大开的NWUAV，果真买了喷墨打印机的首席大牛HP 公司有关喷墨技术的5 项专利，并在此基础上开发了微机电MEMS的电控燃油喷射系统。
该系统有类似喷墨打印机的微通道喷射结构，直接控制喷射液滴数目，实现了喷油量的精确控制，其喷射雾化效果出奇的好，而且提高了燃料的经济性，同时还可以适用于汽油、柴油、航空煤油以及重油等多种燃料，同时功耗非常低，最大不超过10W，对于小型无人机动是非常不错的选择。
什么是跨界创新，什么叫他山之石可以攻玉? 重油发动机无人机燃烧效率的提高还要新型燃烧室结构。
美国Deltahawk公司设计出了一种新型燃烧室，活塞顶部与气缸盖之间设计成上下近似对称的结构，同时采用180°喷射角，大大提高了重油的雾化效果，减少了碳烟颗粒的排放，提高了发动机的整体性能。
相比新型燃料喷射系统，这种新型燃烧室基本上是发动机的重新设计了。
重油发动机无人机2、活塞发动机的涡轮增压技术。
航空活塞发动机，可分为二冲程和四冲程两类，其中小功率的两冲程发动机占大多数。
二冲程航空活塞发动机，即活塞从上到下、从下到上两个行程的发动机，采用化油器、风冷、自然式吸气，具有结构简单，重量较轻，运动部件少维护方便，升功率密度大的优点，能够达到低空短航时无人机的需求。
二冲程活塞发动机的做功原理，导致难以避免扫气过程（进、排气重叠期称为扫气期）的废气排出损失，导致油耗高，润滑油消耗量也大，经济性差。
另外由于缸数和冷却的限制，进一步提高功率很难。
废气涡轮增压的难度也较大。
燃油/润滑油经济性差，就对无人机的长航时构成不利影响，这是二冲程活塞发动机的另外一个缺点。
重油发动机无人机由于高空环境下空气稀薄，密度和温度下降，导致进入缸内的空气量减小，发动机充量系数下降，热负荷增加，排温升高，使得燃烧过程恶化，需要对其进行增压。
而二冲程发动机无法有效增压，发动机的功率也不能有效提高，就难以提高发动机的巡航高度和实用升限，无人机的高原高空性能就会受到制约。
这是另一方面的缺点。
这两个缺点，造成了二冲程发动机难以满足中空长航时无人机需求。
相比之下，四冲程航空活塞发动机，分为进气行程、压缩行程、作功行程和排气行程，燃油经济性比二冲程要好，功率也可以比二冲程航空活塞发动机功率更高。
特别是得益于汽车工业技术的发展，小型高转速的废气涡轮增压器大量涌现，涡轮增压技术（和机械增压技术）也已经在四冲程航空活塞发动机得到应用，单级增压技术已经比较成熟。
涡轮增压技术的使用，提高了发动机的输出功率，实现了高海拔发动机的功率恢复，从而使无人机的飞行速度和实用升限得以明显提高。
重油发动机无人机研究表明，带一级增压的活塞发动机在5000米空中可以保持其最大功率持续工作，但超过8000米以上的高空运行仍无法满足进气需求量，造成动力输出不足甚至引发熄火。
而二级增压则可以将这一高度提高到11000米（NASA研究的三级增压，甚至可以将航空活塞发动机的飞行高度提高到24000米）。
但汽油机在增压压缩终了，混合气浓度和温度上升明显，易发生爆燃，同时汽油机转速范围宽，与增压器的匹配困难，因此高效率增压仍有一定困难。
目前国外的主流航空四冲程活塞发动机，比如德国的LIMBACH-L2400ET，德国的TKDI600，奥地利的ROTAX914等，普遍具有涡轮增压功能，因此具备较高的可靠性和良好的高空性能，标定转速大约在3000r/min到6000r/min，标定功率34Kw-99kW之间。
比如以色列的苍鹭无人机，采用的就是74.6kW的4冲程涡轮增压发动机，巡航高度7620米。
更加典型的，是捕食者A采用的78.3kW的Rotax914型4缸4冲程涡轮一级增压活塞发动机，升限7925米。
该发动机采用自然吸气时，在海拔3000m 时，其功率下降30%，4500米时下降40%，9000米时下降65%。
而采用一级增压之后在海拔4500m 时，功率依然能达到平原的90%左右。
3、由于重油燃点比汽油高，因此火花塞点火需要很高的能量，某型号研究燃油消耗率要高于压燃式20%左右。
因此重油机的点火方式更适合采用压燃式，这就需要较高的压缩比才能压燃重油。
重油发动机无人机4、轻量化航空重油活塞发动机的可靠性。
航空活塞发动机体积小，对气动设计有利；重量轻，对提高功重比有利，这是它成为通用航空领域小型飞行器动力的重要优势因素。
但是航空活塞发动机的燃料从航空汽油换成重油之后，再经过上述一、二亮点的优化设计，各种部件、附件增加，发动机的体积和重量有所增加，反过来弱化了活塞机的优势。
既要降低重量和体积，又要保证在重油粗暴工作方式下发动机的运行正常，对于长航时无人机还要有充分的可靠性和耐久性。
这些看似相互矛盾的需求，也正是航空重油活塞发动机的技术难点所在。
在前面的燃料雾化和动力增压这些技术路线比较清晰的情况下，反而是可靠性这一点，有时倒成了航空重油活塞发动机最让人头痛的地方。
重油发动机无人机从实际产品上看，国内国外的一些相关产品，在轻量化和耐久性的均衡性上也遇到了一些问题。
比如，资料表明，德国著名活塞发动机厂商蒂勒特的名牌产品Centurion 1.7发动机，生产量达到1500台，但在耐久性和可靠性上就存在一些问题。
生产初期依然存在价格昂贵，维修保养复杂和可靠性的问题——虽然大修间隔为1500小时，但300飞行小时就要更换齿轮箱。
到了Centurion 2.0的发展型AE300，可靠性虽然有改善，但是轻量化做的不好——最大输出功率125kW，质量185公斤，功重比下降到0.6756。
体积重量的轻量化+使用的可靠耐久性+运营的环保经济性，一举而众善备，说得容易，做到难啊。
